変形フィン型アンテナの形状検討
日大生産工（学部） ○下釜 龍一 日大生産工 坂口 浩一
A Study on the Modified Fin-type Wide-Band Antenna
Ryuichi SHIMOGAMA and Koichi SAKAGUCHI ３．結果および検討
図 1 に示すアンテナ寸法での解析結果で は4.1～10.5GHzで整合が取れている。しか し、Γ型接地板を用いてはいるが最低動作 周波数は4.1GHzである。図2に天井部幅c 変化によるリターンロス特性を示す。c=3㎜ より幅を広くすると最低動作周波数は低く なり、cが低域側に影響を与えることが分か る。これはcを広くすることにより天井部の エッジに沿って流れる電流経路が長くなっ たことが影響を与えている。紙面の都合上 結果は示さないが、天井部の中央部にも電 流が流れていることを確認している。図 3 に天井部長 a 変化によるリターンロス特性 を示す。図1に示すようにy軸の正方向に 天井部長ａを長くした結果、給電より接地 1．はじめに
平板を用いたフィン型の広帯域なアンテ ナの研究が進められている[1][2]。またアンテ ナ高が10㎜を超えていることなどの理由か らアンテナ高を抑えたより小さな形状のア ンテナの研究も進められ、広帯域で動作す るものが報告されている[3]。しかし広帯域な 特性を持つが最低動作周波数は 4.4GHz で あり、UWBアンテナに求められる動作周波 数範囲とはなっていない。本稿では変形フ ィン型アンテナの形状を検討し、最低動作 周波数を含め動作周波数範囲の改善を行 う。また携帯機器等への応用を視野に入れ、
接地板形状についても検討し、広帯域な特 性を維持しつつ接地板を含めた小形化を検 討した。
2．アンテナ構成および解析方法
図 1 にアンテナ構成と座標を示す。本稿 では、Γ型に折り曲げた幅 W、長さ L、高 さHの接地板上面に天井部a×cを持つ形状 のアンテナ素子を h 部で接地し、アンテナ 素子幅eの接地板と平行なギャップ部fのア ンテナ素子端からiの位置にて給電を行う。
Γ型接地板（逆 L 接地板）にすることでア ンテナ素子だけではなく、接地板のエッジ 部分にも多少の電流が流れており、適切な 接地板寸法のΓ型接地板を用いることで小 形かつ広帯域で整合が取れる。解析にはモ ーメント法を用いた。
a=15 b=8 c=3 d=2 e=7 f=1 g=7 h=3 i=5 W=7 L=50 H=10〔mm〕
図1 アンテナ構成
−日本大学生産工学部第42回学術講演会（2009-12-5）−
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素子に流れる電流の経路長が長くなり、最 低動作周波数が低域に移動した。しかし、
a=17㎜以上にしたところ最低動作周波数は より低域に移動するが4～6GHz帯のリター ンロス特性が悪くなり整合が取れなくなっ た。これは、aを長くしたためにエッジ以外 へ流れる電流が多くなったのが原因と考 え、現在検討中である。図 4 に接地素子位 置 g 変化のリターンロス特性を示す。給電 から接地された素子部 h までの電流経路長 の影響により g の位置を適切に決めること で最低動作周波数が低域に移動し、本稿の 場合ではg=0が良い。図5に接地素子位置 g=0の時の放射特性を示す。周波数変化によ る放射への影響が少ないことが確認され た。またxy面での利得変化は少なく、ほぼ 無指向性の放射特性が得られているため水 平面でのアンテナ使用が適切である。またg の位置は利得に変化は与えないことを確認 している。
４．まとめ
Γ型接地板を含めた変形フィン型アンテ ナを提案し、広帯域で動作することを確認 した。なお、今回の形状では a=15、c=3、
g=0[㎜]とすることで、リターンロス－10dB 以下の帯域、3.8～11GHzが得られている。
今後は今回の結果を基に形状の検討を行 い、広帯域を保ちながら、さらに最低動作 周波数の改善を行いっていく。
参考文献
[1］坂口：“フィン型広帯域アンテナ”，2006 年 電 子 情 報 通 信 学 会 ソ サ イ エ テ ィ 大 会 ， BS-1-10
[2]宮崎，坂口：“有限地板上フィン型広帯域ア
ンテナ”，2007 年電子情報通信学会ソサイエ ティ大会，B-1-97
[3]宮崎，坂口，松原：“変形フィン型アンテナ”，
2009年電子情報通信学会総合大会，B-1-177
図2 リターンロス特性（天井部幅c変化）
図3 リターンロス特性（天井部長a変化）
図4 リターンロス特性（接地素子位置g変化）
図5 放射特性（xy面、Eθ成分）
4 6 8 10
-40 -30 -20 -10 0
周波数[GHz]
リターンロス[dB]
天井部幅 c=1 c=2 c=3 c=4 c=5[㎜]
4 6 8 10
-40 -30 -20 -10 0
周波数[GHz]
リターンロス[dB]
接地素子位置 g=7 g=0 g=2 g=4 g=6[㎜]
4 6 8 10
-40 -30 -20 -10 0
周波数[GHz]
リターンロス[dB]
天井部長 a=15 a=17 a=21 a=25[㎜]
180° θ=0°
10[dBi]
-10 -20 0 90°
-30
270°
3 6 9 11[GHz]
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